Reply to comments on "Modeling for predicting survival fraction of cells after ultra-high dose rate irradiation"

"超高線量率FLASH放射線治療後の生物影響を予測するモデル開発"に対する複数コメントへの返答

白石 裕太*; 松谷 悠佑  ; 福永 久典*

Shiraishi, Yuta*; Matsuya, Yusuke; Fukunaga, Hisanori*

2024年に、我々は、超高線量率照射後の生体細胞における生存率を予測する数学モデルを開発した(Shiraishi et al. 2024, Phys. Med. Biol. 69, 015017)。その後、2024年にLiewとMairaniにより、酸素濃度をモデルに考慮する必要性とベンチマークテストに使用したデータの問題点をについてコメントを受け、返答論文(Shiraishi et al. 2024, Phys. Med. Biol. 69, 108002)を発表した。この返答に対し、LiewとMairaniは、予測モデルへ酸素濃度を考慮する必要性やベンチマークテストに使用したデータ選択プロセスの潜在的な問題点を再度提案した。そこで、本返答では、現状の開発モデルにおける限界点や、細胞死予測に必要なモデルパラメータの決定法(利用可能なフィッティングデータ数)について追加で議論する。本返答により、常酸素条件で超高線量率照射された信頼性の高いDNA損傷データのみを用いた場合でも、様々な種類の細胞株に対して細胞死の実測データを再現できることを再実証した。

In 2024, we developed a mathematical model to predict the survival rate of living cells after ultra-high dose-rate irradiation (Shiraishi et al. 2024 Phys. Med. Biol. 69 015017). In 2024, Liew and Mairani commented on the need to consider oxygen concentration in the model and the issues to the data used for benchmark testing, and published a reply paper (Shiraishi et al. 2024, Phys. Med. Biol. 69, 108002). In response to this response, Liew and Mairani again suggested the need to consider oxygen concentration in the predictive model and potential problems with the data selection process used for benchmark testing. In this response, we further discuss the limitations of the current developed model and how to determine the model parameters needed for predicting cell survival (and the number of experimental data available for fitting). In conclusions, this paper additionally re-demonstrated that even when using only reliable DNA damage data after ultra-high dose-rate irradiation under normoxic conditions, the model could reproduce the measured survival data for various types of cell lines.